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  建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎,進行建筑模型的建立,通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有信息完備性、信息關聯性、信息一致性、 可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性八大特點。

  從BIM設計過程的資源、行為、交付三個基本維度,給出設計企業的實施標準的具體方法和實踐內容。BIM(建筑信息模型)不是簡單的將數字信息進行集成,而是一種數字信息的應用,并可以用于設計、建造、管理的數字化方法。這種方法支持建筑工程的集成管理環境,可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率、大量減少風險。

  住房和城鄉建設部工程質量安全監管司處長對BIM作出了解釋。她表示:BIM技術是一種應用于工程設計建造管理的數據化工具,通過參數模型整合各種項目的相關信息,在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞,使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對,為設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎,在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用!

  由于國內《建筑信息模型應用統一標準》還在編制階段,這里暫時引用美國國家BIM標準(NBIMS)對BIM的定義,定義由三部分組成:

  1.BIM是一個設施(建設項目)物理和功能特性的數字表達;

  2.BIM是一個共享的知識資源,是一個分享有關這個設施的信息,為該設施從建設到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程;

  3.在項目的不同階段,不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自職責的協同作業。

  建筑信息的數據在BIM中的存儲,主要以各種數字技術為依托,從而以這個數字信息模型作為各個建筑項目的基礎,去進行各個相關工作

  在建筑工程整個生命周期中,建筑信息模型可以實現集成管理,因此這一模型既包括建筑物的信息模型,同時又包括建筑工程管理行為的模型。將建筑物的信息模型同建筑工程的管理行為模型進行完美的組合。因此在一定范圍內,建筑信息模型可以模擬實際的建筑工程建設行為,例如:建筑物的日照、外部維護結構的傳熱狀態等。

  當前建筑業已步入計算機輔助技術的引入和普及, 例如CAD的引入,解決了計算機輔助繪圖的問題。而且這種引入受到了建筑業業內人士大力歡迎,良好地適應建筑市場的需求,設計人員不再用手工繪圖了,同時也解決了手工繪制和修改易出現錯誤的弊端。在 "對圖"時也不再用落后的將各專業的硫酸圖紙進行重疊式的對圖了。這些CAD圖形可以在各專業中進行相互的利用。給人們帶來便捷的工作方式,減輕勞動強度,所以計算機輔助繪圖一直在受到人們的熱烈歡迎。其他方面的特點,在此就不再列舉了。

  1. 可視化(Visualization)

  可視化即"所見所得"的形式,對于建筑行業來說,可視化的真正運用在建筑業的作用是非常大的,例如經常拿到的施工圖紙,只是各個構件的信息在圖紙上的采用線條繪制表達,但是其真正的構造形式就需要建筑業參與人員去自行想象了。對于一般簡單的東西來說,這種想象也未嘗不可,但是近幾年建筑業的建筑形式各異,復雜造型在不斷的推出,那么這種光靠人腦去想象的東西就未免有點不太現實了。所以BIM提供了可視化的思路,讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前;建筑業也有設計方面出效果圖的事情,但是這種效果圖是分包給專業的效果圖制作團隊進行識讀設計制作出的線條式信息制作出來的,并不是通過構件的信息自動生成的,缺少了同構件之間的互動性和反饋性,然而BIM提到的可視化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視,在BIM建筑信息模型中,由于整個過程都是可視化的,所以可視化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成,更重要的是,項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行。

  2.協調性(Coordination)

  這個方面是建筑業中的重點內容,不管是施工單位還是業主及設計單位,無不在做著協調及相配合的工作。一旦項目的實施過程中遇到了問題,就要將各有關人士組織起來開協調會,找各施工問題發生的原因,及解決辦法,然后出變更,做相應補救措施等進行問題的解決。那么這個問題的協調真的就只能出現問題后再進行協調嗎?在設計時,往往由于各專業設計師之間的溝通不到位,而出現各種專業之間的碰撞問題,例如暖通等專業中的管道在進行布置時,由于施工圖紙是各自繪制在各自的施工圖紙上的,真正施工過程中,可能在布置管線時正好在此處有結構設計的梁等構件在此妨礙著管線的布置,這種就是施工中常遇到的碰撞問題,像這樣的碰撞問題的協調解決就只能在問題出現之后再進行解決嗎?BIM的協調性服務就可以幫助處理這種問題,也就是說BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調,生成協調數據,提供出來。當然BIM的協調作用也并不是只能解決各專業間的碰撞問題,它還可以解決例如:電梯井布置與其他設計布置及凈空要求之協調,防火分區與其他設計布置之協調,地下排水布置與其他設計布置之協調等。

  3.模擬性(Simulation)

  模擬性并不是只能模擬設計出的建筑物模型,BIM模擬性還可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物。在設計階段,BIM可以對設計上需要進行模擬的一些東西進行模擬實驗,例如:節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等;在招投標和施工階段可以進行4D模擬(三維模型加項目的發展時間),也就是根據施工的組織設計模擬實際施工,從而來確定合理的施工方案來指導施工。同時還可以進行5D模擬(基于3D模型的造價控制),從而來實現成本控制;后期運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬,例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。

  4.優化性

  事實上整個設計、施工、運營的過程就是一個不斷優化的過程,當然優化和BIM也不存在實質性的必然聯系,但在BIM的基礎上可以做更好的優化、更好地做優化。優化受三樣東西的制約:信息、復雜程度和時間。沒有準確的信息做不出合理的優化結果,BIM模型提供了建筑物的實際存在的信息,包括幾何信息、物理信息、規則信息,還提供了建筑物變化以后的實際存在。復雜程度高到一定程度,參與人員本身的能力無法掌握所有的信息,必須借助一定的科學技術和設備的幫助。現代建筑物的復雜程度大多超過參與人員本身的能力極限,BIM及與其配套的各種優化工具提供了對復雜項目進行優化的可能。基于BIM的優化可以做下面的工作:

  (1)項目方案優化:把項目設計和投資回報分析結合起來,設計變化對投資回報的影響可以實時計算出來;這樣業主對設計方案的選擇就不會主要停留在對形狀的評價上,而更多的可以使得業主知道哪種項目設計方案更有利于自身的需求。

  (2)特殊項目的設計優化:例如裙樓、幕墻、屋頂、大空間到處可以看到異型設計,這些內容看起來占整個建筑的比例不大,但是占投資和工作量的比例和前者相比卻往往要大得多,而且通常也是施工難度比較大和施工問題比較多的地方,對這些內容的設計施工方案進行優化,可以帶來顯著的工期和造價改進。

  5.可出圖性

  BIM并不是為了出大家日常多見的建筑設計院所出的建筑設計圖紙,及一些構件加工的圖紙。而是通過對建筑物進行了可視化展示、協調、模擬、優化以后,可以幫助業主出如下圖紙:

  (l)綜合管線圖(經過碰撞檢查和設計修改,消除了相應錯誤以后);

  (2)綜合結構留洞圖(預埋套管圖);

  (3)碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案。由上述內容,我們可以大體了解BIM的相關內容。BIM在世界很多國家已經有比較成熟的BIM標準或者制度。BIM在中國建筑市場內要順利發展,必須將BIM和國內的建筑市場特色相結合,才能夠滿足國內建筑市場的特色需求,同時BIM將會給國內建筑業帶來一次巨大變革。

  6.一體化性

  基于BIM技術可進行從設計到施工再到運營貫穿了工程項目的全生命周期的一體化管理。BIM的技術核心是一個由計算機三維模型所形成的數據庫,不僅包含了建筑的設計信息,而且可以容納從設計到建成使用,甚至是使用周期終結的全過程信息。

  7.參數化性

  參數化建模指的是通過參數而不是數字建立和分析模型,簡單地改變模型中的參數值就能建立和分析新的模型;BIM中圖元是以構件的形式出現,這些構件之間的不同,是通過參數的調整反映出來的,參數保存了圖元作為數字化建筑構件的所有信息。

  8.信息完備性

  信息完備性體現在BIM技術可對工程對象進行3D幾何信息和拓撲關系的描述以及完整的工程信息描述。

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